Question

如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内被封闭气柱长20cm，水银面比右管低15cm，大气压强为 75cmHg．现保持左管不动，为了使两管内水银面一样高，则
（1）右管应向上还是向下移动？
（2）两边液面相平时，气柱长度为多少？
（3）右管管口移动的距离是多少？

Answer 1

分析：（1）图中左管中封闭气体的压强大于大气压，当两管内水银面相平时，封闭气体的压强等于大气压，而气体发生了等温变化，根据玻意耳定律进行分析．
（2）分别列出初态和末态封闭气体的压强、体积，由根据玻意耳定律列式可求出两边液面相平时气柱长度．
（3）根据几何关系求右管管口移动的距离．

解答：解：（1）两管内水银面一样高，左管中空气的压强减小，由玻意耳定律知，气体的体积要增大，右管必须向下移动．
（2）左管中气体，初态：p₁=75+15=90cmHg，V₁=20S  
                末态：p₂=75 cmHg V₂=L₂S
由P₁V₁=p₁V₂得
90×20S=75×L₂S
解得 L₂=24cm
（3）设右管管口向下移动距离为x，
则

x-15

2

=4
解得 x=23cm
答：
（1）右管应向下移动．
（2）两边液面相平时，气柱长度为24cm．
（3）右管管口移动的距离是23cm．

点评：此题考查玻意耳定律的应用，确定初末状态的参量是解题的关键．